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课程设计计算书--钢筋混凝土整浇楼盖设计


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课程设计成果报告

题 课

目: 钢筋混凝土整浇楼盖设计 程: 砼结构原理 土木工程与力学学院 建筑 1001 方祥宇 3100106009 石启印

院 (系) : 班 级:

学生姓名: 学 号:

指导教

师: 完成日期:

2013.01.08

混凝土设计原理课程设计

钢筋混凝土整浇楼盖课程设计计算书
3100106009 方祥宇 一、设计资料 1、恒载:水泥砂浆楼面容重 20kN / m2 钢筋混凝土现浇楼板容重 25kN / m2 纸筋灰粉刷层容重16kN / m2 2、活载:楼面活荷载标准值 7.0kN / m2 3、恒载分项系数为 1.2;活荷载分项系数为 1.3 4、材料:混凝土强度等级采用 C25( f c ? 11.9 N / mm 2 , f t ? 1.27 N / mm 2 ) 钢筋 梁中受力主筋采用 HRB335 级( fy ? 300N / mm 2 ) 其余采用 HPB300 级( fy ? 270N / mm 2 ) 二、平面结构布置: 1、 确定主梁的跨度为 7.2m ,次梁的跨度为 6.9m ,主梁每跨内布置两根次梁, 板的跨度为 2.4m 。楼盖结构布置图见图纸。 2、按高跨比条件,当 h ?
1 2400 l? ? 60mm 时,满足刚度要求,可不验算 40 40

挠度。对于工业建筑的楼盖板,要求 h ? 80mm,取板厚 h ? 80mm 3、次梁的截面高度应满足 h ? (
1 1 ~ ) L ? (383 ? 575)mm ,取 h ? 450mm ,则 12 18

1 1 b ? ( ? )h ? (150 ? 225)mm ,取 b ? 200 。 mm 2 3 1 1 4、主梁的截面高度应该满足 h ? ( ? ) L ? (514 ? 900)mm , h ? 750mm , 8 14 1 1 则 b ? ( ? )h ? (257 ? 450)mm ,取 b ? 250mm。 2 3

三、板的设计(按塑性理论) 1、板的 2 ?
l l1 6900 ? 2.88 ? 3 ,即可按单向板设计,又可按双向板设计,此 2400
2

混凝土设计原理课程设计

次设计按单向板设计。 2、荷载计算: 板的恒荷载标准值: 取 1m 宽板带计算: 20mm 厚水泥砂浆楼面 80mm 厚钢筋混凝土板 12mm 厚纸筋灰粉刷
0.02 ? 20 ? 0.4kN / m2 0.08 ? 25 ? 2.0 kN / m2 0.012 ?16 ? 0.192kN / m2

恒载: g k ? 2.59kN / m2 活载: qk ? 7.0 ?1 ? 7.0kN / m 2 板的荷载设计值: 3、内力计算
h 0.2m 0.08m ? 2.4m ? 0.12m ? ? ? 2.22m 2 2 2 板的计算边跨: , a 0.2m 0.12m ln ? ? 2.4m ? 0.12m ? ? ? 2.24m ? 2.22m 2 2 2 ln ?
g ? q ? 1.2 g k ? 1.3qk ? 12.21kN / m 2

取 l01 ? 2.22m

( a ? 120mm)

中间跨: l02 ? ln ? 2.4m ? 0.20m ? 2.2m 计算跨度差 (2.22m ? 2.2m) / 2.2m ? 0.09% ? 10% ,说明可按等跨连续板计算内 力(为简化计算起见,统一取 l0 ? 2.22m ) 。取 1m 宽板带作为计算单元, 计算简图:

q+g=12.21kN/m 2 2200 3 2200

B 2220

C

C 2200

B 2220

板的计算简图
3

混凝土设计原理课程设计

80mm厚钢筋混凝土板

次梁 120 200 200

连续板各截面的弯矩计算见下图: 截 面 边跨 离端第 离端第二跨跨 中间 跨内 二支座 内中间跨跨内 支座 弯矩计算系数
?m
M ? ? m ( g ? q )l02 / (kN ?m)

1 11

?

1 11

1 16

?

1 14

5.47

-5.47

3.69

-4.22

4、截面承载力计算
b ? 1000mm, h ? 80mm, h0 ? 80mm ? 20mm ? 60mm,? ? 1.0 ,连续板各截面的配

筋计算见下表 板带部位截面
边区板带(① ? ②,⑤ ? ⑥轴线间) 边跨跨 离端 离端第而 中间支 内 第二 跨跨内、 中 座 支座 间跨跨内 边区板带(② ? ⑤轴线间) 边跨 离端 离端第而 中间支座 跨内 第二 跨跨内、 中 支座 间跨跨内

M ? ? m ( g ? q )l02 /( kN ? m)

5.47

-5.47

3.69 0.086

-4.22

5.47

-5.47

3.69 ? 0.8 ? 2.592

?4.22 ? 0.8 ? 3.376

?s ?

M ?1 f cbh02

0.128 0.128

0.099 0.128 0.128

0.059

0.079

4

混凝土设计原理课程设计

? * ? 1 ? 1 ? 2?s
As ? ? bh0?1 f c / f y

0.137 0.137 362 362

0.090 238

0.104 0.137 0.137 275 362 362

0.061 161

0.082 216

/mm2

选配钢筋 实际钢筋面积
/mm2

φ 8/10 @160

φ 8/10 @160

φ8

φ8

φ 8/10

φ 8/10

φ8

φ8

@160

@160

@160

@160

@160

@160

403

403

314

314

403

403

314

314

中间区板带② ? ⑤轴线间,各内区格板的四周与梁整体连接,故各跨跨 内和中间支座考虑板的内拱作用,计算弯矩降低 20%。 四、次梁设计(按塑性理论) 1、荷载计算 由板传来 次梁自重 次梁粉刷重
2.59 ? 2.4 ? 6.216kN / m
0.2 ? ? 0.45 ? 0.08? ? 25 ? 1.85kN / m 0.012 ? ? 0.45 ? 0.08? ? 2 ?16 ? 0.142kN / m

恒载: gk ? 8.208kN / m 活载: qk ? 7.0? 2.4 ? 16.80kN / m 设计值总值: 2、内力计算 其计算跨度: 边跨: ln ? 6.9m ? 0.12m ?
0.3m ? 6.63m 2 a 0.24m ln ? ? 6.63m ? ? 6.75m 2 2

g ? q ? 1.2gk ?1.3qk ? 31.69

1.025ln ? 1.025? 6.63m ? 6.796m ? 6.75m

取 l01 ? 6.75m
5

混凝土设计原理课程设计

中跨: l02 ? ln ? 6.6m 跨度差: (6.75m ? 6.6m) / 6.6m ? 2.3% ? 10% 因跨度相差小于 10%,可按等跨连续梁计算,计算简图如下:

次梁

主梁 120 300 300

q+g=31.69kN/m
B 6750 2 6600 C 3 6600 C 6600 B 6750

次梁的计算简图

连续次梁弯矩计算 截面 边跨跨内 离端第二支座 离端第二跨跨内 、中间跨跨内 弯矩计算系数
?m
1 11 ? 1 11 1 16 ? 1 14

中间支座

6

混凝土设计原理课程设计
M ? ? m ( g ? q )l02

131.26

-131.26

86.28

98.60

/( kN ? m)

连续次梁弯矩计算 截面 边跨跨内 离端第二支座 离端第二跨跨内 、中间跨跨内 剪力计算系数
?v
V ? ? m ( g ? q )l0

中间支座

0.45

0.6

0.55

0.55

96.26

128.34

115.03

115.03

/kN

3、截面承载力计算 (1)次梁跨中按 T 形截面计算,T 形截面的翼缘宽度 b 'f , 按 b'f ? l ? ? 6750 ? 2250mm ? b ? s0 ? 2400mm ,故取 b'f ? 2250mm 。 梁高: 翼缘厚:
h ? 450, h0 ? 450 ? 35 ? 415mm
h 'f ? 80 mm

1 3

1 3

判定 T 形截面类型:
?1 f cb?f h?f (h0 ?
h?f 2 ) ? 1.0 ?11.9 ? 2250 ? 80 ? (415 ? 80 ) ? 803.3 ?10 6 N ? mm 2

?131.26kN ? m(边跨中) ? 803.4kN ? m ? ? ?86.28kN ? m(中间跨中)

故各跨中截面属于第一类 T 形截面。 (2)支座截面按矩形截面计算,离端第二支座 B 按布置两排纵向钢筋考 虑,取 h0 ? 450 ? 60 ? 390mm ,其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑, 取 h0 ? 415mm
7

混凝土设计原理课程设计

(3)次梁正截面承载力计算见下表: 离端第二跨跨 截面
弯矩 M (kN ? m)
? 1 f c bh 02 或 ?1 f c b 'f h02
?s ?
M

边跨跨内
131.26
4611.324 ?106

离端第二支座 内、中间跨跨内
-131.26
361.998 ? 106

中间支座
86.28
4611.324 ?106

98.60
409.896 ?106

?1 f c bh02

或? s ?

M

?1 f c b 'f h02

0.028 0.028 0.986 1069
1φ 25+2φ 22

0.363 0.477 0.762 1472
3φ 25

0.019 0.019 0.990 700
2φ 25

0.320 0.400 0.800 990
1φ 6+2φ 25

? ? 1 ? 1 ? 2? s
(? ?b ? 0.350 )

? s ? 1? 0.5?
As ? M / ? s f y h0

选用钢筋
实际钢筋截面 面积(mm2)

1251

1473

982

1010

(4)次梁斜截面承载力计算见下表: 离端第二 截面 V /kN
0.25?c f cbh0 /kN Vc ? 0.7 f t bh0 /kN
选用箍筋
Asv ? nAsv1 / mm 2
s? 1.25 f yv Asv h0 V ? Vc / mm

离端第二 支座内侧 115.03
290.1 ? V 截
面满足

中间支座外 侧、内侧 115.03
308.7 ? V 截面满


端支座内侧 支座外侧 96.26
308.7 ? V
截面满足

128.34
290.1 ? V
截面满足

92.2 ? V
需配箍筋

86.7 ? V 需
配箍筋

86.7 ? V 需
配箍筋

92.2 ? V 需配箍


2 ?6
57 1966.4 200

2 ?6
57 180.2
180

2 ?6
57 264.8 200

2 ?6
57 350.2 200

实配箍筋间距

(5)构造配筋要求:沿全长配置封闭式箍筋,第一根箍筋距支座边 50mm
8

混凝土设计原理课程设计

处开始布置,在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。 五、主梁设计(按弹性理论) 1、支承情况 柱截面 400×400mm,由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的 多,故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部 支承于砖壁柱上,其支承长度 a=370mm。 2、荷载计算 为简化计算,主梁自重亦按集中荷载考虑。 次梁传来的荷载 主梁自重 主梁粉刷重
8.208? 6.9 ? 56.64kN
(0.75 ? 0.08) ? 0.3 ? 2.4 ? 25 ? 12.06kN 2 ? (0.75 ? 0.08) ? 0.012 ? 2.4 ?16 ? 0.62kN

恒载: Gk ? 69.32kN 恒载设计值: G ? 1.2Gk ? 83.18kN 活载设计值: Q ? 16.8 ? 6.9 ?1.3 ? 150.70kN 合计
G ? Q ? 233.88kN

3、确定计算跨度及计算简图 主梁计算跨度: 边跨: l0 ? 7.2m ? 0.12m ?
l01 ? 1.025ln ?
0.4m ? 6.88m 2

b柱 0.4 a b ? 1.025 ? 6.88 ? ? 7.252m ? ln ? ? 柱 ? 7.265m , 2 2 2 2

近似取 l01 ? 7.25m 中跨: ln ? 7.2m ? 0.4m ? 6.8m

9

混凝土设计原理课程设计

1 1 l0 ? ln ? b柱 ? b柱 ? 7.2m 2 2

跨度差 (7.25m ? 7.2m) / 7.2m ? 0.7% ? 10% 因跨度相差不超过 10%,可按等跨梁计算,计算简图如下:

主梁
h=450 h=80




柱=400

h=720

次梁
柱=400

G

G

G 2 7200

G

G 1 7250

G

G=83.18kN/m Q=150.70kN/m

B 7250

C(B)

A

主梁的计算简图
4、内力计算 1)、弯矩设计值: M ? k1GL ? k 2QL
其中, k1 k 2 可由书中表查取,L 为计算跨度,对于 B 支座,计算跨度可取相邻两 跨的平均值。 2) 、剪力设计值: V ? k3G ? k4Q ,其中, k3 k4 可由书中表查可知。

主梁弯矩计算

10

混凝土设计原理课程设计

边跨
序 号

中间支座 中间支座 中间跨跨 (B)
k MB

计算简图

跨内
k M1

(C)
k Mc


k M2

G

G

G

G

G

G



0.244 147.15

?0.267 ?160.02

?0.267 ?160.02

0.067 40.13

Q

Q

Q

Q



0.289 315.84

?0.133 ?145.31

?0.133 ?145.31

?0.133 ?144.31

Q

Q



1 ? MB 3 ? ?48.10

?0.133 ?145.31

?0.133 ?145.31

0.200 217.01

Q

Q

Q

Q



0.229 250.27

?0.311 ?339.79

?0.089 ?97.23

0.170 184.46

Q

Q

Q

Q



-32.41

-97.23

-339.79

184.46

①+② 最不利荷 载组合 ①+④ ①+③

462.99 99.10 397.42

-305.33 -305.33 -499.81

-305.33 -305.33 -257.25

-104.18 257.14 224.59

11

混凝土设计原理课程设计

①+⑤ 作弯矩包络图。见图纸。 主梁剪力计算

114.73

-257.25

-499.81

224.59

端支座
项次

中间支座
k VBex (VCex )
?1.267(?1.000) ?105.39(?83.18)

荷载简图
k VAin
G G G G G G

k VBin
1.00(1.267) 83.18(105.39)



0.733 60.97

Q

Q

Q

Q



0.866 130.51

?1.134 ?170.89
?1.311( ?0.778) ?197.57( ?117.24)

0 0

Q

Q

Q

Q



0.689 103.83

1.222(0.089) 184.16(13.41)

Q

Q

Q

Q



?13.41

?13.41(?117.24)

117.24(197.57)

①+②

191.48 164.80 47.56

-276.28
?302.96(?200.42)
?118.80(?267.34)

83.18
267.34 ?118.80 ?

组合 项次
①+④ ①+⑤

200.42 ? 302.96?

剪力包络图见图纸。 5、主梁正截面和斜截面承载力计算 (1)主梁跨中按 T 形截面计算,T 形截面的翼缘宽度 b 'f ,按
12

混凝土设计原理课程设计

1 1 b'f ? l ? ? 7200 ? 2400mm ? b ? s0 ? 6600mm ,故取 b'f ? 2400mm 。 3 3

梁高: h ? 720, h0 ? 720 ? 35 ? 715mm 翼缘厚:
h 'f ? 80 mm

判定 T 形截面类型:
?1 f cb?f h?f (h0 ?
h?f 2 ) ? 1.0 ?11.9 ? 2400 ? 80 ? (715 ? 80 ) ? 1542.24 ?106 N ? mm 2

?462.99kN ? m(边跨中) ? 1049.58kN ? m ? ? ?257.14kN ? m(中间跨中)

故各跨中截面属于第一类 T 形截面。 (2)支座截面按矩形截面计算,取 h0 ? 750mm ? 80mm ? 670mm (因制作弯 矩较大考虑布置两排纵筋,并布置在次梁主筋下面) 。跨内截面在负弯矩 作用下按矩形截面计算,取 h0 ? 750 ? 60 ? 690mm。 正截面配筋计算。 截 面 边跨跨内 715
462.99

中间支座 670
-499.81 46.776

中间跨跨内 690
257.14 -104.18

M / (kN ? m)

V0

b柱 / (kN ? m) 2
b ( M ? V0 ) 2
/( kN ? m)

-453.03

? 1 f c bh 02 或 ?1 f c b 'f h02
?s ?
M

1460.06 ?106

160.26 ? 106

1359.74 ?106

170.00 ? 106

?1 f c bh02

或? s ?

M

?1 f c b 'f h02

0.032 0.033 0.984 2194

0.311 0.385 0.808 3077
13

0.020 0.020 0.99 1255

0.062 0.064 0.968 520

? ? 1 ? 1 ? 2? s
(? ?b ? 0.550 )

? s ? 1? 0.5?
As ? M / ? s f y h0

混凝土设计原理课程设计

选用钢筋
实际钢筋截面 面积(mm2)

2φ 25+2φ 28

4φ 32

2φ 18+2φ 22

2φ 20

2214

3217

1269

628

斜截面配筋计算: 端支座内侧 截 V (kN )
0.25?c f cbh0 (kN ) 0.7 ft bh0 (kN )
选用箍筋
Asv (? nAsv1 ) / mm 2
s? 1.25 f yv Asv h0 V ? 0.7 f t bh0

离端第二支 座外侧 690
302.96

离端第二支 座内侧 690
267.34

面 715
191.48

638.1 ? V 截面满足 190.7 ? V 需配箍筋 2?8
101 31247 250 288.19 ? V 满足

615.8 ? V 截面满足 184.0 ? V 需配箍筋 2?8
101 198 190 312.3 ? V 满足

615.8 ? V 截面满足 184.0 ? V 需配箍筋 2?8
101 282 250 278.1 ? V 满足

实配箍筋间距 A Vcs (? 0.7 ft bh0 ? 1.25 f yv sv h0 ) / kN s

6、主梁吊筋计算: 由次梁传至主梁的全部集中力为:
G ? Q ? 83.18kN ? 150.70kN ? 233.88kN

则 As ? 选2

G ?Q 233.88 ?103 kN ? ? 551.3mm2 2 f y sin ? 2 ? 300 N / mm2 ? 0.707

2 20( As ? 628mm )

六、绘制图纸

14


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